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機(jī)器人自主定位系統(tǒng)，屬于機(jī)器人智能控制裝置，解決機(jī)器人在地下環(huán)境作業(yè)的高精度自主定位問題。本發(fā)明包括安裝平臺(tái)、設(shè)置于安裝平臺(tái)上的傳感器子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)以及電壓轉(zhuǎn)換模塊；安裝平臺(tái)上部為承載傳感器子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)臺(tái)，安裝平臺(tái)下部的固定基座為密封腔式結(jié)構(gòu)，內(nèi)部安裝數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊；傳感器子系統(tǒng)包括慣性傳感器模塊和三維數(shù)字羅盤，數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)包括中央控制器及裝載于其內(nèi)部的數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、數(shù)據(jù)融合模塊和航跡推算模塊；本發(fā)明可用于在煤礦、隧道、溶洞等地下環(huán)境工作的智能機(jī)器人，如機(jī)器人，盾構(gòu)機(jī)，地鐵機(jī)

一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介 自動(dòng)導(dǎo)航運(yùn)輸車（Automated Guided Vehicle，AGV）是裝有自動(dòng)導(dǎo)航裝置，能夠沿規(guī)定的路徑行駛，在車體上具有編程和停車選擇裝置、安全保護(hù)裝置以及各種物料移載功能的搬運(yùn)車輛。廣泛應(yīng)用于汽車制造、電子、紡織、食品、煙草、物流倉儲(chǔ)等行業(yè)和領(lǐng)域。 2016年中國AGV市場(chǎng)銷售量7350臺(tái)，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)12.08億元，同比增長(zhǎng)37.7%。2017年中國市場(chǎng)AGV銷量有望突破10200臺(tái)，同比增速超38%。特別是新一代完全柔性的AGV機(jī)器人將在各種場(chǎng)景下得到應(yīng)用，新的AGV增量市場(chǎng)正在醞釀過程中。 當(dāng)前AGV主要導(dǎo)航方式為有軌導(dǎo)航（固定路徑）和無軌導(dǎo)航（柔性路徑）。傳統(tǒng)有軌導(dǎo)航AGV主要采用有軌導(dǎo)航方式，雖然簡(jiǎn)單易行、路徑跟蹤可靠性好，但靈活性和柔性差；新的激光導(dǎo)航方式，在應(yīng)用時(shí)具有更高的柔性，但目前大多數(shù)是采用反射板和三角定位原理進(jìn)行，其靈活性和柔性受到限制。 無軌導(dǎo)航AGV不需要任何場(chǎng)地施工、具備自由路徑導(dǎo)航和智能避讓能力的AGV，越來越受到行業(yè)的重視，是重要發(fā)展趨勢(shì)和研究熱點(diǎn)。這種無軌的自主導(dǎo)航系統(tǒng)（自由路徑規(guī)劃和決策）具有更高的引導(dǎo)柔性，能夠更高效、靈活地完成物料的搬運(yùn)任務(wù)。隨著車間物流和生產(chǎn)流程日益復(fù)雜多變，對(duì)柔性供送、自主規(guī)劃決策的新一代AGV需求迫切。 本項(xiàng)目致力于開發(fā)面向柔性物料搬運(yùn)、內(nèi)部物流的AGV機(jī)器人平臺(tái)，具有效率高，易于操作、使用靈活且安全等特點(diǎn)。項(xiàng)目研究的這種AGV是第三代柔性移動(dòng)機(jī)器人，綜合了激光、視覺、慣性定位和自主規(guī)劃決策技術(shù)，是未來的移動(dòng)解決方案。(智能化工具化)，適應(yīng)于巡檢和商城、賓館、醫(yī)院等場(chǎng)所的內(nèi)部配送。 項(xiàng)目研究全新一代AGV屬于自主導(dǎo)航機(jī)器人，具備全柔性：無軌導(dǎo)航，不需要場(chǎng)地布設(shè)，全軟件化，應(yīng)用更廣（內(nèi)部物流、人機(jī)協(xié)作等）。具備自主性：自動(dòng)路徑規(guī)劃、自動(dòng)避障、自動(dòng)跟蹤、相互協(xié)作、自動(dòng)充電等智能決策。項(xiàng)目研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和市場(chǎng)前景。 二、前期研究基礎(chǔ) 研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開工研究面向柔性物料搬運(yùn)和物流配送的新一代AGV機(jī)器人，服務(wù)于需混合導(dǎo)航與自由路徑功能的新興AGV市場(chǎng)，目前研發(fā)的這種AGV是第三代高級(jí)移動(dòng)機(jī)器人，綜合了激光、視覺、慣性導(dǎo)航和自主規(guī)劃決策與人機(jī)交互技術(shù)，是未來的移動(dòng)解決方案(智能化工具化)。累計(jì)完成投資150萬元，已和廈門萬久公司開展省高校產(chǎn)學(xué)項(xiàng)合作目(基于視覺與慣性定位的AGV裝置研發(fā))，設(shè)計(jì)完成了AGV機(jī)器人樣機(jī)，正進(jìn)行驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、控制系統(tǒng)可靠性與性能指標(biāo)的測(cè)試。 當(dāng)前正在的研究工作和目標(biāo)是，進(jìn)一步完善AGV基本機(jī)型設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)激光SLAM、里程/IMU慣性定位、自主路徑規(guī)劃與跟蹤；對(duì)AGV的RGB-D視覺系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)視覺引導(dǎo)與目標(biāo)識(shí)別、跟蹤、避讓；進(jìn)行終端控制軟件開發(fā)，形成產(chǎn)品應(yīng)用解決方案。 已發(fā)表的與項(xiàng)目相關(guān)的主要論文SCI論文5篇，EI論文20余篇。主要發(fā)明專利有：1. 仲訓(xùn)昱, 田軍, 龐聰, 彭俠夫, 曾建平. 基于前傾 2D 激光雷達(dá)移動(dòng)掃描的路面與障礙檢測(cè)方法. 國家發(fā)明專利（受理中）2. 仲訓(xùn)昱. 基于虛擬掃描與測(cè)距匹配的 AGV 激光 SLAM 方法. 國家發(fā)明專利（申請(qǐng)?zhí)枺?01710504910.7, 受理中）. 3. 仲訓(xùn)昱, 李躍亮, 彭俠夫. 面向智能車自主充電的柔性對(duì)接裝置. 國家發(fā)明專利（申請(qǐng)?zhí)枺?nbsp;201710389598.1, 受理中）4. 仲訓(xùn)昱, 王祥, 陳映冰, 彭俠夫. 基于 A*提取引導(dǎo)點(diǎn)的 AGV 路徑跟蹤與避障協(xié)調(diào)方法.國家發(fā)明專利（申請(qǐng)?zhí)枺?nbsp;201710043581.0, 受理中）5. 仲訓(xùn)昱, 李躍亮, 劉嘉偉, 彭俠夫. 一種面向智能車自主充電的柔性對(duì)接裝 置. 國家實(shí)用新型專利, 專利號(hào)： 201720606992.1 三、應(yīng)用技術(shù)成果 （一）導(dǎo)航控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種全柔性自主式AGV機(jī)器人, 其導(dǎo)航控制系統(tǒng)如下圖所示，特點(diǎn)有： 1）采用這種模塊化的系統(tǒng)平臺(tái), 搭建激光導(dǎo)航AGV產(chǎn)品, 可實(shí)現(xiàn)降低制作成本30%-50%;  2）結(jié)合視覺/慣性定位和特殊運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu), 支持各種場(chǎng)景下的使用、簡(jiǎn)易且節(jié)省人工成本。 （二）地圖表示和基于A*提取關(guān)鍵路徑點(diǎn)的全局路徑規(guī)劃方法 以AGV半徑障礙進(jìn)行膨脹，建立初始柵格地圖；通過風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估函數(shù)對(duì)障礙周圍節(jié)點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行評(píng)估，獲得帶有風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的安全柵格地圖。在安全地圖上通過A*算法規(guī)劃全局路徑，在得到的全局路徑上提取關(guān)鍵路徑點(diǎn)。 （三）基于位-姿交替控制的路徑跟蹤與避讓/運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方法研究了局部環(huán)境建模與自適應(yīng)窗口的實(shí)時(shí)避障方法，同時(shí)還研究了基于復(fù)合速度障礙法的分布式運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法，在各種移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人與AGV搬運(yùn)機(jī)器人 相互協(xié)調(diào)避讓的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃中等具有很好的應(yīng)用前景。 機(jī)器人以關(guān)鍵路徑點(diǎn)為引導(dǎo)點(diǎn)并不斷實(shí)時(shí)切換、更新引導(dǎo)點(diǎn)，進(jìn)行路徑跟蹤與障礙避讓的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。 （四）基于地圖匹配的AGV激光SLAM方法 虛擬掃描與測(cè)距匹配法：增量式創(chuàng)建柵格地圖，采用虛擬激光雷達(dá)掃描與基于測(cè)距的快速輪廓匹配。 LATTICE SLAM方法：綜合采用了高斯牛頓迭代法、地圖匹配表、概率地圖和高低兩層地圖等策略。 （五）AGV系統(tǒng)特色設(shè)計(jì) 1)雙層控制器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。 2)基于ROS的軟件設(shè)計(jì)，采用NVIDIA 的TK1超級(jí)計(jì)算平臺(tái)作為主控計(jì)算機(jī)。 3)下位機(jī)功能模塊設(shè)計(jì)：處理實(shí)時(shí)性較高的任務(wù)，如里程計(jì)／IMU推算定位、安全速4)度控制、超聲波／防撞條避碰處理等。 5)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及外觀設(shè)計(jì)：兩輪差動(dòng)驅(qū)動(dòng)＋兩輪隨動(dòng)”的四輪運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，比六輪機(jī)構(gòu)具有更好的地面適應(yīng)性；采用橡膠輪，減震和靜音效果好。 6)自動(dòng)充電對(duì)接裝置設(shè)計(jì)：通過柔性連桿的彎曲形變來實(shí)現(xiàn)充電接口和充電接頭的柔順對(duì)接。 四、合作企業(yè) 廈門萬久科技股份有限公司是一家集銷售、軟件研發(fā)、技術(shù)服務(wù)、加工技術(shù)整合為一體的高新技術(shù)企業(yè)。目前公司的經(jīng)營范圍涉及CNC軟件開發(fā)及數(shù)控系統(tǒng)銷售、CNC控制零件銷售及專業(yè)維修；工藝優(yōu)化、機(jī)臺(tái)升級(jí)與技術(shù)改造、工程配電與軟件優(yōu)化、專用機(jī)控制系統(tǒng)開發(fā)、多軸機(jī)的設(shè)計(jì)與開發(fā)、機(jī)臺(tái)精度檢測(cè)與校正優(yōu)化服務(wù)等。公司是國際知名生產(chǎn)制造企業(yè)——富士康的產(chǎn)品供應(yīng)商和技術(shù)服務(wù)商。  

項(xiàng)目簡(jiǎn)介： 發(fā)展自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的北斗衛(wèi)

本發(fā)明公開了一種基于 GPS?RTK 和全景影像的自主定位定向測(cè)圖方法，本發(fā)明利用全景相機(jī)獲取 的全景影像和 GPS?RTK 測(cè)得的設(shè)站點(diǎn)坐標(biāo)，采用基于全景影像球體模型中量測(cè)交會(huì)角的三維立體前交 計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)兩組全景影像公共區(qū)域中地物的直接量測(cè)，從而快速獲取全景影像公共區(qū)域地物的三維 坐標(biāo)信息。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)在全景影像上直接對(duì)地物進(jìn)行量測(cè)，可快速獲取地物數(shù)據(jù)及測(cè)點(diǎn)測(cè)距，從而獲 得三維建模、場(chǎng)景重建、數(shù)字城市建設(shè)等所需的地物信息。

自主導(dǎo)航技術(shù)是移動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主化的最為核心的關(guān)鍵技術(shù)。在現(xiàn)有的智能工廠環(huán)境中，工業(yè)AGV等多采用色帶、磁釘、磁條、二維碼、有反射板激光等自主導(dǎo)航技術(shù)，這類方法共同缺點(diǎn)就是需要對(duì)使用環(huán)境進(jìn)行大量改造，系統(tǒng)的建設(shè)周期較長(zhǎng)、維護(hù)成本高且難以滿足智能工廠對(duì)柔性和靈活制造的要求。因此，目前AGV的導(dǎo)航模式逐漸從傳統(tǒng)的導(dǎo)航方式轉(zhuǎn)向了基于自然環(huán)境和SLAM技術(shù)的完全自主導(dǎo)航方式。但是，目前常規(guī)的基于激光傳感器的定位技術(shù)只能達(dá)到2-5cm的精度，并且對(duì)于環(huán)境要求較高，無法滿足工業(yè)環(huán)境高精度、強(qiáng)魯棒性的要求。針對(duì)上述難題，研發(fā)了利用激光、視覺、慣性傳感器等多模態(tài)傳感器，在動(dòng)態(tài)、視覺退化、非結(jié)構(gòu)化等自然環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了高精度、高可靠性和高實(shí)時(shí)性的2D/3D自主定位與導(dǎo)航技術(shù)。

無人機(jī)全稱“無人駕駛飛行器”，（Unmanned Aerial Vehicle）英文縮寫為“UAV”，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。它涉及傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、信息處理技術(shù)、智能控制技術(shù)以及航空動(dòng)力推進(jìn)技術(shù)等，是信息時(shí)代高技術(shù)含量的產(chǎn)物。無人機(jī)價(jià)值在于形成空中平臺(tái)，結(jié)合其他部件擴(kuò)展應(yīng)用，替代人類完成空中作業(yè)。隨著無人機(jī)研發(fā)技術(shù)逐漸成熟，制造成本大幅降低，無人機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，除軍事用途外，還包括農(nóng)業(yè)植保、電力巡檢、警用執(zhí)法、地質(zhì)勘探、環(huán)境監(jiān)測(cè)、森林防火以及影視航拍等民用領(lǐng)域，且其適用領(lǐng)域還在迅速拓展。機(jī)載處理器是整個(gè)無人機(jī)系統(tǒng)的核心，處理各種傳感器信息進(jìn)行定位與識(shí)別，是智能無人機(jī)的“大腦”。飛行控制器接收機(jī)載處理器發(fā)送來的位置，速度，加速度指令，經(jīng)過控制器轉(zhuǎn)化成四個(gè)螺旋槳電機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制飛機(jī)平衡姿態(tài)，完成任務(wù)，是智能無人機(jī)的“小腦”。

 本技術(shù)涉及一種輪式車輛慣導(dǎo)系統(tǒng)的自動(dòng)標(biāo)定、運(yùn)動(dòng)對(duì)準(zhǔn)即自主定位方法，即如何在不借助參考路標(biāo)點(diǎn)和其他外部傳感器如GPS的條件下，實(shí)現(xiàn)實(shí)際路況下的慣導(dǎo)系統(tǒng)與車體間安裝關(guān)系和里程計(jì)標(biāo)度因數(shù)的自動(dòng)標(biāo)定，以及車輛行駛中的慣導(dǎo)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)對(duì)準(zhǔn)與自主定位，抑制環(huán)境因素對(duì)里程計(jì)輔助效果的影響，提升陸用車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的自主性、快速性、可維護(hù)性、環(huán)境適應(yīng)性和精度指標(biāo)。 慣性/里程計(jì)組合導(dǎo)航系統(tǒng)通常采用兩種組合方式：航跡推算方式和反饋組合方式。航跡推算方式是一種簡(jiǎn)單的次優(yōu)組合，它以慣性導(dǎo)航系統(tǒng)提供姿態(tài)基準(zhǔn)，以里程計(jì)提供行程增量并在參考坐標(biāo)系中投影累加得到當(dāng)前位置；反饋組合方式則將里程計(jì)輸出作為慣導(dǎo)系統(tǒng)的獨(dú)立外部觀測(cè)，反饋校正慣導(dǎo)系統(tǒng)的導(dǎo)航參數(shù)誤差以及部分慣性器件誤差，同時(shí)利用慣導(dǎo)系統(tǒng)的短期穩(wěn)定性修正里程計(jì)標(biāo)度因數(shù)誤差。下表給出了兩種組合方式的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比。反饋組合方式具有航跡推算方式所不具有的很多潛在優(yōu)勢(shì)，如在信息空間配準(zhǔn)的前提下，反饋組合方式能夠抑制環(huán)境因素對(duì)慣性器件精度和里程計(jì)精度的影響，如不依賴外部路標(biāo)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)慣性器件誤差和里程計(jì)標(biāo)度因數(shù)誤差的自我修正，并緩解車輪的短時(shí)打滑問題等。

2018-2019參加了多個(gè)國家級(jí)、省級(jí)的各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽評(píng)審和創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)工作，在創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)中挖掘符合我們投資的項(xiàng)目。

【項(xiàng)目來源】江蘇省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目。 【類    別】中藥6（2）類新藥。 【劑    型】顆粒劑。 【知識(shí)產(chǎn)權(quán)】已授權(quán)專利1項(xiàng)。專利名稱：用于防治復(fù)發(fā)性口瘡的中藥復(fù)方制劑及其制備方法和應(yīng)用，公開號(hào)：200910036045 【處方來源】南京中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)內(nèi)科學(xué)資深專家，在《蘭室秘藏》清胃散基礎(chǔ)上，結(jié)合歷代醫(yī)家論治口瘡的理論和實(shí)踐，反復(fù)篩選藥物，通過20年的臨床實(shí)驗(yàn)研制而成的口服制劑。 【功能主治】清胃瀉火、養(yǎng)陰涼血。主治復(fù)發(fā)性口瘡心胃伏火，陰虛火炎證。 【主要技術(shù)指標(biāo)】 1.藥學(xué)研究：已進(jìn)行了制備工藝、中試、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和穩(wěn)定性研究。結(jié)果表明，口瘡平顆粒提取工藝簡(jiǎn)便易行、質(zhì)量可控；三批中試工藝所得產(chǎn)品收率均大于90%，主要指標(biāo)成分小檗堿的轉(zhuǎn)移率均較穩(wěn)定，批間工藝數(shù)據(jù)差異??；6個(gè)月加速試驗(yàn)內(nèi)各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)均符合規(guī)定，可認(rèn)為在有效期兩年內(nèi)質(zhì)量穩(wěn)定，將有效期暫定為兩年。 2.藥效學(xué)和毒理學(xué)研究：口瘡平顆粒能明顯減少潰瘍數(shù)目，延長(zhǎng)間歇期，縮小大鼠口腔潰瘍面積，促進(jìn)口腔潰瘍愈合；具有抑制急性炎癥的作用，還能夠抑制慢性炎癥。毒理學(xué)研究表明口瘡平顆粒治療ROU安全有效，無明顯不良反應(yīng)。 3.臨床研究：按規(guī)范的臨床試驗(yàn)方案驗(yàn)證使用數(shù)百例，追蹤觀察時(shí)間達(dá)1年以上。結(jié)果表明不僅能改善口瘡局部表現(xiàn)，促進(jìn)潰瘍愈合，更能延長(zhǎng)口瘡復(fù)發(fā)周期，乃至完全控制復(fù)發(fā)，尤其適宜頑固性口瘡。對(duì)白塞病口腔潰瘍、口腔扁平苔癬、慢性舌炎、灼口征、口臭、齒齦腫痛等也有較好療效。 【推廣應(yīng)用前景】 本項(xiàng)目將目標(biāo)定位為研制“治療頑固性口瘡潰瘍、防治口瘡復(fù)發(fā)的中藥復(fù)方新藥”，與目前市場(chǎng)熱銷品種形成錯(cuò)位競(jìng)爭(zhēng)，填補(bǔ)頑固性口瘡患者需長(zhǎng)期服藥這一市場(chǎng)空缺，減少了在一開始就面臨強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的阻擊；另一方面，“口瘡平顆?！痹诳萍妓缴咸幱陬I(lǐng)先地位，具有較高的科技含量，提高了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。 口瘡平顆粒藥物組成均為中草藥，資源豐富，制備工藝無特殊要求，生產(chǎn)成本較低，無毒副作用，有希望成為國家治療口腔潰瘍的基本處方藥。在產(chǎn)品療效得到患者認(rèn)可、品牌打響之后，還可以開發(fā)出更為便捷的劑型，進(jìn)一步搶占同類藥物的市場(chǎng)。 【進(jìn)展情況】已完成臨床前主要研究工作，獲發(fā)明專利1項(xiàng)，準(zhǔn)備注冊(cè)申請(qǐng)臨床研究批文。